В годы Великой Отечественной войны Леонтий Михайлович Матиясевич проходил службу старшим инспектором по фотооборудованию Юго-Западного, 5-го Украинского фронтов и Южной группы войск, затем в этой же должности в ВВС МВО (до 1947 г.). После окончания адъюнктуры в течение нескольких лет был старшим преподавателем кафедры «Аэрофоторазведка» разведфакультета ВВА (Монино).

В 1954—1955 гг. был откомандирован из ВВС в ГВФ, где организовал и был первым начальником отдела воздушных съемок Государственного НИИ ГВФ. В 1955—1960 гг. — старший инженер Управления опытного строительства авиационной техники ВВС, курировал разработку новых средств воздушной разведки. В марте 1960 г. откомандирован из ВВС в распоряжение ГРУ ГШ ВС.

В последующие годы занимался разработкой и применением средств космической разведки. Прошел должности: старший научный сотрудник, заместитель начальника направления, начальник отдела.

После увольнения из Вооруженных Сил Л. М. Матиясевич работал начальником отдела, начальником лаборатории Государственного научно- производственного центра «Природа», занимался проблемами применения аэрокосмических средств съемки для изучения природных ресурсов Земли и решением других народнохозяйственных, научных и военных задач. В последующие годы работал старшим научным сотрудником в Центральном Доме авиации и космонавтики.

Автор более 50 научных работ, среди которых 2 монографии: «Введение в космическую фотографию» и «Аэрофоторазведка на Земле и в воздухе (1941— 1945)»

Награжден 2 орденами Красной Звезды, 2 орденами Отечественной войны 2 степени, орденом Трудового Красного Знамени и 22 медалями.